轮式移动机器人的运动控制是机器人学中最具有挑战性的问题之一，对这一问题的理论研究是广泛而又深入的，但是缺少比较成熟的试验结果。机器人足球比赛的兴起则为这一问题的理论研究和模型测试提供了一个标准的试验平台。足球机器人比赛系统可描述为：多个机器人活动在一个实时、噪声以及对抗性的复杂环境下，通过协作、配合完成一个共同的目标。环境的动态性及对手不可预测的干扰，对机器人运动控制性能有着更高的要求。 本文的研究目的就是针对足球机器人小车这一真实的物理对象，研究和提高其运动控制性能，并通过机器人足球比赛这一复杂的、噪声的、对抗性的环境来检验它的实际效果。 首先，根据足球机器人系统的结构特点，对控制任务进行分层分解，构建了足球机器人运动控制系统的框架。 然后，推导了轮式足球机器人运动学和动力学方程，分析了足球机器人的动作特点，归纳了足球机器人运动控制的基本内容。 将回声状态网络应用到经典的差分驱动机器人的运动速度控制问题上，取得良好的效果。 针对轮式移动机器人的运动规划问题，提出基于贝塞尔曲线的路径规划方法和一种基于粗糙集的路径规划方法，并用遗传算法分别对其进行优化，为后续的跟踪控制问题提供了方便。 最后，讨论了足球机器人底层动作的设计问题，针对足球机器人的几个底层基本动作：跑位、转角、跑直线，设计了一系列满足实战需要的控制算法，并设计了一种跟踪曲率半径的转圆算法，一种基于贝塞尔曲线的动态射门算法以及一种基于递推思想的组合踢球算法，这些控制算法应用于机器人世界杯足球赛中，取得了优异的成绩。